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        科教融合機制下工科專業(yè)大學(xué)教育改革與實踐
        ——以《染整工藝學(xué)》(二)課程為例

        2022-12-27 22:05:27李曉燕
        輕紡工業(yè)與技術(shù) 2022年3期
        關(guān)鍵詞:學(xué)生

        李曉燕,張 維

        (河北科技大學(xué) 紡織服裝學(xué)院,河北 石家莊 050018)

        大學(xué)作為通識教育和專業(yè)教育的重要平臺,不僅需要培養(yǎng)具有較強技術(shù)能力和實踐能力的人才,還需要培養(yǎng)具有較強創(chuàng)新精神的綜合素質(zhì)人才。因此,需要在大學(xué)專業(yè)課程教育階段增加科研探索能力的培養(yǎng),通過教師結(jié)合自身科研經(jīng)歷和感悟進行言傳身教,讓學(xué)生耳濡目染,看到專業(yè)基礎(chǔ)原理與前沿科研技術(shù)融入教學(xué)的過程與方法[1-2]。有科研作為推動力,技術(shù)作為堅強的盔甲,學(xué)生從接受型掌握知識向研究探索型分辨知識轉(zhuǎn)變,能夠激發(fā)學(xué)習(xí)興趣和探索精神,能夠在實踐中將科學(xué)與實踐相融合,不斷將技術(shù)和創(chuàng)新綜合能力和實踐探索能力逐步提高。

        但如何實現(xiàn)科研反哺教學(xué)、如何將科研成果融入教學(xué)并與科研發(fā)展協(xié)調(diào)統(tǒng)一是個大課題,需要多方統(tǒng)籌共建。首先,需要提高師資建設(shè)水平,構(gòu)建完善學(xué)科平臺;其次,要在課程體系設(shè)計和系統(tǒng)建設(shè)中融入科研成果;再次,需要結(jié)合多種教學(xué)方法和評價體制進行創(chuàng)新性考核[3-4]。

        1 提高師資建設(shè)水平,構(gòu)建完善學(xué)科平臺

        《染整工藝學(xué)》(二)作為輕化工程專業(yè)(工科)學(xué)位課和重要的專業(yè)課,需要學(xué)生掌握染色基本原理包括上染過程調(diào)控因素和上染機理(染色熱力學(xué)和染色動力學(xué))、各種染料(直接染料、活性染料、酸性染料、還原染料、陽離子染料等)的染色特點和染色工藝以及各種纖維織物(纖維素纖維、合成纖維、蛋白質(zhì)纖維等)的印花原理與印花工藝設(shè)計等。此課程結(jié)合較深的織物理論基礎(chǔ)(需要掌握染料結(jié)構(gòu)、纖維物理化學(xué)性質(zhì)及染料/纖維之間的相互作用關(guān)系)、較強的實踐應(yīng)用參考(需要根據(jù)不同纖維織物的化學(xué)特性、基團結(jié)構(gòu)和染料結(jié)構(gòu)來分析染料/纖維結(jié)合力和染色牢度)和較廣的科研創(chuàng)新技術(shù)(基于當(dāng)前環(huán)保、健康、節(jié)能需求,開發(fā)新型染色技術(shù),或基于已開發(fā)的新型纖維進行染料的改性和染色工藝設(shè)計)。

        要建立和完善科教融合體制改革和評價制度,不僅要引進本專業(yè)高端科研人才,還要引進相近專業(yè)或跨專業(yè)科研工作者和實踐型高科技人才,基于各有所長進行差異化崗位體制評價,并基于不同的要求分別進行評教改革。進一步結(jié)合校企產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合培養(yǎng)模式,學(xué)生需要在接觸專業(yè)知識之前進行認(rèn)識實習(xí),學(xué)習(xí)專業(yè)課之后進行系統(tǒng)實習(xí)。通過接觸工廠中的高級工程師和科研界具有較高科研造詣的研究者,認(rèn)識到理論知識和工業(yè)實踐的結(jié)合和利用,意識到基于當(dāng)前科研瓶頸的具體突破思路和相關(guān)問題的解決辦法。讓學(xué)生不做井底之蛙,認(rèn)識到在校外有前沿科研成就的專家,輔助了解當(dāng)前專業(yè)的未來;認(rèn)識到在企業(yè)有較強的技術(shù)人才,輔助了解實踐過程中需要掌握的具體細(xì)節(jié)和綜合知識儲備[5]。讓學(xué)生掌握本專業(yè)當(dāng)前主要核心技術(shù)的原理、發(fā)展局限及日后發(fā)展方向,不僅掌握基礎(chǔ)知識,還要能拓展交叉學(xué)科的科研技能和知識,能夠結(jié)合新材料、新技術(shù)和新工藝的發(fā)展原理,鍛煉創(chuàng)新性思維和解決實際問題的能力。

        另外,比較重要的是,需要構(gòu)建高端完善的學(xué)科平臺,為高新科研成果提高培養(yǎng)要求,為拓展學(xué)生創(chuàng)新思維提供科教融合平臺。結(jié)合師資的研究方向,將標(biāo)志性研究成果進行匯總,結(jié)合其研究過程、成果原理及發(fā)展方向,進行平臺建設(shè)申請和構(gòu)建。通過開放研究性學(xué)習(xí)和可持續(xù)性平臺發(fā)展,讓學(xué)生能眼見為實,見識到專業(yè)相關(guān)技術(shù)的實際應(yīng)用價值和前沿科學(xué)魅力[6]。

        2 完善課程體系設(shè)計和系統(tǒng)建設(shè)

        在此課程中,前半部分主要是基于理論知識的傳授,其大綱重點是基于知識點的掌握,包括染色動力學(xué)和熱力學(xué)方程、影響參數(shù)及模型推演過程,整體比較枯燥且難以理解。為提高學(xué)生的代入感和興趣,需要完善整個知識結(jié)構(gòu),即對知識“追根溯源”,從易到難,從簡單到復(fù)雜進行逐層介紹和深化,不斷將學(xué)生的思維代入到知識點的梳理之中。后半部分是基于特定的染料對應(yīng)的染色特點進行染色工藝設(shè)計,更偏向于應(yīng)用和實踐探索,其難點主要是知識點瑣碎,且各章之間容易混淆,學(xué)生倘若不掌握基礎(chǔ)理論就直接進行記憶根本行不通。所以這一部分需要結(jié)合前面的知識要點,并將每一種染料作為一個“主角”進行剖析、講解并比較,結(jié)合其“前世今生”及“未來發(fā)展”進行前后貫穿講解。

        為了讓學(xué)生了解所學(xué)的知識是有用的,可以通過在課程體系中引入相關(guān)前沿科研成果和科研元素,借助于構(gòu)建的健全學(xué)科平臺和高水平科研成果進行綜合培養(yǎng),將特色科研成果作為教學(xué)典型案例,結(jié)合外校專題學(xué)術(shù)講座課程和拓展類課程,把科教機制與科研思維有機結(jié)合,培養(yǎng)學(xué)生“大創(chuàng)”精神,引導(dǎo)學(xué)生形成正確的三觀和培養(yǎng)學(xué)生的高水平科研思維。

        在傳統(tǒng)課堂設(shè)計中,也要注重科研元素的引入。以輕化工程專業(yè)課程《染整工藝學(xué)》(二)中的活性染料章節(jié)為例,在設(shè)置課堂目標(biāo)時,可設(shè)置為兩個,一是知識目標(biāo),系統(tǒng)掌握活性染料結(jié)構(gòu)通式、染色特點及染色機理;二是技能目標(biāo),基于活性染料的染色過程和染色機理,使學(xué)生具備分析其染色及水解控制過程的能力。注重課程前沿介紹和發(fā)展歷史,如要將之前不重視的活性染料誕生和發(fā)展歷史、方向作為重點。

        通過講解活性染料的發(fā)展歷史和未來,讓學(xué)生了解到由于科研技術(shù)的進步和科學(xué)家的探索精神,在短短60 年時間里,活性染料實現(xiàn)了突破性改進和創(chuàng)新,改變了世界的顏色。另外在講解染料特點的時候,以問題為導(dǎo)向,激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在潛力與學(xué)習(xí)動力。說明活性染料的優(yōu)點是色譜齊全,色澤鮮艷,勻染性較好,皂洗牢度和摩擦牢度較好;但其缺點是染料固色率較低,只有60%~70%,活性染料、中性電解質(zhì)和水的耗用量大。

        因此,提出當(dāng)前前沿技術(shù)——低鹽少水染色技術(shù),基于當(dāng)前的染色原理,進行纖維素纖維的陽離子改性改變棉纖維和活性染料之前的排斥力,或采用環(huán)境響應(yīng)型的助劑進行輔助染色,或啟發(fā)多活性基染料的研發(fā)進行學(xué)生拓展思維和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。并設(shè)置開放作業(yè):如何做到使活性染料在低鹽少水條件下染色?可以讓學(xué)生通過分組查閱網(wǎng)絡(luò)和書本等信息[7],分組匯報相關(guān)PPT,進一步提高學(xué)生的科研思維和文獻檢索能力。在此,需要讓組內(nèi)的隊員互相打分,各組之間也互相打分,結(jié)合教師的打分,各設(shè)定一定比例進行最后的分值核算。

        在這個過程中,讓學(xué)生知道所學(xué)的理論知識是“活的”“可變的”,甚至是“有錯誤可能性的”,激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新和探索精神,使其敢于挑戰(zhàn)權(quán)威,并通過查詢最新的文獻和實踐證明自己的觀點,形成師生對等、互助、互論的模式,推動知識的掌握進程[8-10]。當(dāng)然,這個過程會占用課堂一定的時間,需要教師結(jié)合大綱重點和改進教學(xué)方法,將一些簡單的不重要的章節(jié)內(nèi)容放置于線上或課下完成,將知識點進行多層次規(guī)劃,以合理安排課程時間。

        3 結(jié)合多種教學(xué)方法和評價體制進行創(chuàng)新性考核

        作為一種新型的育人模式,科教融合機制下的工科專業(yè)教育與傳統(tǒng)教學(xué)方式相對比,其應(yīng)同時具備教學(xué)傳授知識方面和科研創(chuàng)新方面的人才培養(yǎng)特點。對于教師的要求,需要基于當(dāng)前科技前沿領(lǐng)域做研究,又能正確實施學(xué)術(shù)道德教育,改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式,結(jié)合多種教學(xué)方法進行創(chuàng)新,將科研創(chuàng)新元素融入進去,并與此同時,摒棄原來的單一評價機制,增加育知識和育頭腦的人才雙重培養(yǎng)理念,培養(yǎng)能夠適應(yīng)日新月異科技變化的復(fù)合型高層次創(chuàng)新人才。

        在教學(xué)方法上可以結(jié)合多種教學(xué)手段,如啟發(fā)式(視頻和科研問題入手)、討論式(生生討論和師生互問)、搜索式、思考式等,結(jié)合科研實踐環(huán)節(jié)設(shè)計[11-13]。學(xué)生可在感興趣的前提下做教師相關(guān)科研項目(輔助大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練項目、挑戰(zhàn)杯項目、節(jié)能減排項目等資助和鼓勵),在此強調(diào)這些學(xué)生類課題不能作為教師評職稱或評優(yōu)指標(biāo),但可以作為學(xué)生學(xué)分的評價指標(biāo)之一,只有這樣才能使得教師不帶有任何功利目的自愿輔導(dǎo),而學(xué)生又有很高的積極性可以參與進來。學(xué)生可在開放性課題研究中,培養(yǎng)獨立提出問題、獨立完成問題解決方案及分析總結(jié)的能力,遇到問題,可以生生互助,或與課題組前輩交流,或直接與教師進行溝通詢問,在探索答案的過程中對相關(guān)知識點有更深層次的掌握。在大學(xué)生科研項目訓(xùn)練結(jié)束后,鼓勵學(xué)生就科研實驗和所取得的數(shù)據(jù)結(jié)果發(fā)表學(xué)術(shù)論文和申請相關(guān)發(fā)明專利。

        評價學(xué)生綜合成績時,一方面要將科研實踐、科研成果包括發(fā)表論文、專利和實驗項目撰寫列入綜合評價體系;另一方面是重視實踐基地的建設(shè),完善切實可行的校企合作方案,了解地方政府關(guān)于產(chǎn)教融合的相關(guān)發(fā)展政策和條件,共同申報產(chǎn)教融合相關(guān)項目[14-15]。在學(xué)生畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié),可以適當(dāng)允許學(xué)生直接在合作單位或科研實踐基地進行畢業(yè)課題設(shè)計和探討,對其安全性及評價體系需要全面考慮,合作單位或科研實踐基地需要制定相關(guān)的規(guī)章制度和相應(yīng)的獎懲制度,讓學(xué)生、教師和企業(yè)能夠在寬松安全的環(huán)境中進行較為實際的科研項目訓(xùn)練。這樣高校可以時刻與社會發(fā)展實際接軌,及時根據(jù)社會發(fā)展需要人才類型進行課程設(shè)置和專業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化,建立校企利益共同體。倘若校企之間的資源、人力都可以進行整合,可以結(jié)合企業(yè)需求,完善產(chǎn)教融合運行體制和評價機制,完善高校育人的實踐性和目的性,激發(fā)企業(yè)合作的動力和熱情。

        4 結(jié)語

        科教融合是本科教育改革的重要推動力,是激發(fā)學(xué)生專業(yè)學(xué)習(xí)興趣的有效途徑之一。高等學(xué)校的教育職能不能僅局限在基礎(chǔ)性教育,同時還要肩負(fù)著推動科學(xué)研究發(fā)展的責(zé)任,因此,在不同學(xué)科要求和條件設(shè)置下,需要針對性進行產(chǎn)學(xué)研融合和科研創(chuàng)新,教學(xué)和科研需要共同發(fā)展。通過提高師資水平,發(fā)揮教師在相關(guān)領(lǐng)域的引領(lǐng)作用;構(gòu)建產(chǎn)學(xué)科平臺,為學(xué)生產(chǎn)學(xué)研結(jié)合教育提供可持續(xù)發(fā)展環(huán)境;完善課程體系設(shè)計和系統(tǒng)建設(shè),激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情和科研能動性;結(jié)合多種教學(xué)方法和評價體制進行創(chuàng)新性考核,提高學(xué)生的人才培養(yǎng)綜合質(zhì)量。這樣以科促教、以科促學(xué)、教學(xué)相長之路才能更寬廣。

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